一种动态模拟故障的仿真控制电路论文和设计-刘刚

全文摘要

本实用新型公开了一种动态模拟故障的仿真控制电路，包括，操控单元，包括就地模块、远方模块和调节模块，所述就地模块的一端与所述调节模块连接，并发送第一信号，所述就地模块的另一端和远方模块发送第二信号至控制单元；控制单元，与所述操控单元连接，用于接收所述第二信号，并对所述第二信号进行识别处理转换成第三信号；通讯单元，能够接收所述第三信号，并根据所述第三信号进行反馈第四信号至所述控制单元；本实用新型模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，能够采用物理动模对小电流接地系统的故障特征的研究更加直观、有效，可灵活地调整接地方式，通过本地开关操作或远程规约遥控即可很便捷地构建不接地系统。

主设计要求

1.一种动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：包括，操控单元（100），包括就地模块（101）、远方模块（102）和调节模块（103），所述就地模块（101）的一端与所述调节模块（103）连接，并发送第一信号，所述就地模块（101）的另一端和远方模块（102）发送第二信号至控制单元（200）；控制单元（200），与所述操控单元（100）连接，用于接收所述第二信号，并对所述第二信号进行识别处理转换成第三信号；通讯单元（300），能够接收所述第三信号，并根据所述第三信号进行反馈第四信号至所述控制单元（200）；响应单元（400），与所述控制单元（200）、通讯单元（300）和调节模块（103）连接，所述响应单元（400）接收所述第四信号处理转换的第五信号；以及，温控单元（600），与控制单元（200）建立连接，用于接收第三信号检测各单元温度信息，并所述温度信息进行响应。

设计方案

1.一种动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：包括，

操控单元（100），包括就地模块（101）、远方模块（102）和调节模块（103），所述就地模块（101）的一端与所述调节模块（103）连接，并发送第一信号，所述就地模块（101）的另一端和远方模块（102）发送第二信号至控制单元（200）；

控制单元（200），与所述操控单元（100）连接，用于接收所述第二信号，并对所述第二信号进行识别处理转换成第三信号；

通讯单元（300），能够接收所述第三信号，并根据所述第三信号进行反馈第四信号至所述控制单元（200）；

响应单元（400），与所述控制单元（200）、通讯单元（300）和调节模块（103）连接，所述响应单元（400）接收所述第四信号处理转换的第五信号；以及，

温控单元（600），与控制单元（200）建立连接，用于接收第三信号检测各单元温度信息，并所述温度信息进行响应。

2.如权利要求1 所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述温控单元（600）包括检测模块（601）和散热模块（602），所述检测模块（601）检测各单元温度信息，其与所述控制单元（200）建立连接，并将所述温度信息发送至控制单元（200）；所述控制单元（200）内预先设定有温度阈值，并将所述温度信息与所述温度阈值进行比较，根据不同的比较结果控制散热模块（602）的电路通断。

3.如权利要求1或2 所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述响应单元（400）包括驱动电路（401）和电控制模块（402），所述驱动电路（401）与所述控制单元（200）连接，并接收所述第五信号，且向所述电控制模块（402）发送第六信号。

4.如权利要求3所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述驱动电路（401）包括译码芯片（401a）、第一驱动芯片（401b）和第二驱动芯片（401c），所述译码芯片（401a）通过所述第一驱动芯片（401b）与所述第二驱动芯片（401c）建立连接，并接收的第五信号，再通过所述第一驱动芯片（401b）和第二驱动芯片（401c）转换成第六信号发送。

5.如权利要求4所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述电控制模块（402）通过第一转接端子排（N1）接收所述第二驱动芯片（401c）的第六信号和所述调节模块（103）根据接收第一信号处理转换的第七信号，对其进行识别，并根据所述第六信号和第七信号发送响应信号。

6.如权利要求5 所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述响应单元（400）还包括通断模块（403），

所述通断模块（403）能够接收所述响应信号，并根据所述响应信号向所述通讯单元（300）的网口模块（301）发送故障状态信号。

7.如权利要求1、2、4～6任一所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述控制单元（200）与所述操控单元（100）的就地模块（101）和远方模块（102）通过第三转接端子排（N3）建立连接，用于传输第二信号至控制单元（200）。

8.如权利要求7所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述通讯单元（300）还包括串口模块（302），

所述串口模块（302）和网口模块（301）的一端均与控制单元（200）连接，所述串口模块（302）和网口模块（301）的另一端通过第四转接端子排（N4）分别与外部的GPS对时装置和PC机建立连接。

9.如权利要求8 所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述串口模块（302）包括第三驱动芯片（302a）、第一收发芯片（302b）和第二收发芯片（302c），所述第三驱动芯片（302a）能够接收所述控制单元（200）的第三信号，并与所述第一收发芯片（302b）和第二收发芯片（302c）建立连接。

10.如权利要求9 所述的动态模拟故障的仿真控制电路，其特征在于：所述网口模块（301）包括网卡芯片（301a）和网络变压器（301b），所述网卡芯片（301a）的一端与控制单元（200）进行连接，另一端通过网络变压器（301b）与外部PC机连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及的电力检测设备技术领域，尤其涉及一种动态模拟故障的仿真控制电路。

背景技术

近年来，随着用户对配电网供电可靠性的要求越来越高，故障指示器被大量运用于配电网中，小电流接地故障识别与选线技术的研究又被推上了一个台阶；小电流接地系统单相接地故障时其零序电流主要是系统的对地电容电流，且此电流大小与系统规模有关，其数值可能很小，因此小电流接地系统单相接地故障特征不明显，且故障特征复杂。虽然目前有较多的数字仿真工具，但与真实的小电流接地场景还是存在一定的差异，不能满足使用需求，使用不可靠，不便于推广使用。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述现有动态模拟故障的仿真控制电路存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型目的是提供一种动态模拟故障的仿真控制电路，其主要模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，能够更直观地反映原系统的物理过程与现象，采用物理动模对小电流接地系统的故障特征的研究更加直观、有效，可灵活地调整接地方式。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：一种动态模拟故障的仿真控制电路，包括操控单元、控制单元、通讯单元、响应单元和温控单元；

所述控制单元包括就地模块、远方模块和调节模块，所述就地模块的一端与所述调节模块连接，并发送第一信号，所述就地模块的另一端和远方模块发送第二信号至控制单元；

控制单元与所述操控单元连接，用于接收所述第二信号，并对所述第二信号进行识别处理转换成第三信号；

通讯单元能够接收所述第三信号，并根据所述第三信号进行反馈第四信号至所述控制单元；

响应单元与所述控制单元、通讯单元和调节模块连接，所述响应单元接收所述第四信号处理转换的第五信号；

所述控制单元与温控单元相连，用于接收第三信号检测各单元温度信息，并所述温度信息进行响应。

本实用新型的有益效果：本实用新型设计科学合理，本电路主要模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，能够更直观地反映原系统的物理过程与现象，采用物理动模对小电流接地系统的故障特征的研究有效，可灵活地调整接地方式，通过本地开关操作或远程规约遥控即可很便捷地构建不接地系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第一个实施例的原理结构示意图。

图2为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第一个实施例所述的第三转接端子排结构示意图。

图3为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第一个实施例所述的控制单元结构示意图。

图4为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第二个实施例所述的驱动电路结构示意图。

图5为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第二个实施例所述的第一转接端子排结构示意图。

图6为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第二个实施例所述的第二转接端子排结构示意图。

图7为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第二个实施例所述的电控制模块结构示意图。

图8为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第二个实施例所述的指示模块结构示意图。

图9为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第三个实施例所述的串口模块连接结构示意图。

图10为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第三个实施例所述的网口模块结构示意图。

图11为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第四个实施例所述的电源单元结构示意图。

图12为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第五个实施例所述的温控单元原理结构示意图。

图13为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第五个实施例所述的检测模块结构示意图。

图14为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第五个实施例所述的电控制模块结构示意图。

图15为本实用新型动态模拟故障的仿真控制电路第五个实施例所述的第五转接端子排结构示意图。

其中：100、操控单元，101、就地模块，102、远方模块，103、调节模块，200、控制单元，300、通讯单元，301、网口模块，301a、网卡芯片，301b、网络变压器，302、串口模块，302a、第三驱动芯片，302b、第一收发芯片，302c、第二收发芯片，400、响应单元，401、驱动电路，401a、译码芯片，401b、第一驱动芯片，401c、第二驱动芯片，402、电控制模块，403、通断模块，404、指示模块，500、电源单元，501、第一转换模块，502、第二转换模块，503、第三转换模块，504、电源隔离模块，600、温控单元， 601、检测模块，602、散热模块，N1、第一转接端子排，N2、第二转接端子排，N3、第三转接端子排，N4、第四转接端子排。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1~3，为本实用新型第一个实施例，提供了一种动态模拟故障的仿真控制电路的整体结构示意图，如图1，一种动态模拟故障的仿真控制电路包括操控单元100，包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，就地模块101的一端与调节模块103连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200；控制单元200，与操控单元100连接，用于接收第二信号，对其进行识别，并对第二信号进行识别处理转换成第三信号；通讯单元300，能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200；响应单元400，与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号；温控单元600，与控制单元200建立连接，用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应；以及，温控单元600，与控制单元200建立连接，用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应。

具体的，本实用新型主体结构包括操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600，操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600相互配合，可真实模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，如单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障等故障类型，即可灵活地调整接地方式，同时可根据电路的使用状态进行散热，进而保证电路的使用寿命，其中，操控单元100，可用于选取接地故障控制模式以及故障类型，其包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，调节模块103与就地模块101的一端连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200，通过就地模块101和远方模块102遥控可很便捷地构建不接地系统，其中，第一信号为调节模块103调控的有效指令信号，而第二信号为启动控制单元200的信号，需说明的是，调节模块103包括A相、B相、C相、AB相、BC相和AC相旋钮；控制单元200，起到处理与调控通讯单元300和响应单元400的作用，其与操控单元100的就地模块101和远方模块102连接，用于接收第二信号，并根据第二信号进行识别处理转换成第三信号，需说明，控制单元200对其接收第二信号进行识别，识别是就地模块101还是远方模块102发送的信号，根据信号进行相应处理，使用时，根据选取故障控制模式不同，就地模块101和远方模块102仅有一个发送第二信号，其中，控制单元200为MCU；通讯单元300，用于完成通信功能，其能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200，需说明的是，通讯单元300与控制单元200采用双向传输方式输送信号；响应单元400，起到输送、驱动以及显示接地故障状态等作用，其与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号，其中，第四信号为通讯单元300向控制单元200的反馈信号，而第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号；温控单元600，用于检测各单元元件的温度，并根据检测的温度驱动散热，即其保证了本实用新型的使用寿命，进一步的，温控单元600与控制单元200建立连接，其用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应，需说明的是，第三信号为启动通讯单元300和温控单元600的指令信号。

进一步的，操控单元100还包括切除模式，切除模式用于断开所有操作从而使任何操作都无效的作用，需说明的是，就地模块101、远方模块102和切除模式均设置于切换开关上，使用时通过切换开关进行选择远方\/ 切除\/就地的控制模式，当“远方\/ 切除\/就地”切换开关设置为就地模块101时，调节模块103面板上“A相”、“B相”、“C相”、“AB相”、“BC相”、“AC相”旋钮有效，调节A相、B相、C相、AB相、BC相、AC相故障电阻调节旋钮为不同的阻值，可实现不同的故障场景（如单相接地、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障）；当“远方\/ 切除\/就地”切换开关设置为远程模块102时，调节模块103面板上“A相”、“B相”、“C相”、“AB相”、“BC相”、“AC相”旋钮操作无效，通过外置P C机动态模拟仿真平台TCP设置相关参数模拟不同的故障场景，通过响应单元400的指示模块404指示当前故障状态，其中，TCP是是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议；当“远方\/ 切除\/就地”切换开关设置为“切除”时，无论此前是“就地”或“远方“控制，所有操作失效，断开故障连接方式。

进一步的，控制单元200与操控单元100的就地模块101和远方模块102通过第三转接端子排N3建立连接，用于传输第二信号至控制单元200，需说明的是，第三转接端子排N3包括引脚1（GND JD）、引脚2（GND YF）、引脚3（+12V）、引脚4（+2.5V）、引脚5（switcher）和引脚6（GND），就地模块101和远方模块102分别与第三转接端子排N3的引脚1（GND JD）和引脚2（GND YF）相对应，引脚1（GND JD）、引脚2（GND YF）和引脚5（switcher）分别与控制单元200的引脚PB1（GND JD）、引脚PB0（GND YF）和PA4（switcher）相连接，即就地模块101和远方模块102的第二信号分别通过第三转接端子排N3的引脚1（GND JD）、引脚2（GND YF）和引脚5（switcher）分别与控制单元200的引脚PB1（GND JD）、引脚PB0（GND YF）和PA4（switcher）传输，而引脚3（+12V）、引脚4（+2.5V）和引脚6（GND）分别连接12V电压、2.5V电压以及接地，起到供电与稳定的作用；同时控制单元200的引脚PA13（SWDIO）和引脚PA14（SWCLK）与外部jlink接口电路连接，其是用于程序烧录。

参照图4～8，为本实用新型的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：响应单元400包括驱动电路401、电控制模块402、通断模块403和指示模块404，驱动电路401、电控制模块402、通断模块403和指示模块404之间相配合，可实现驱动相应短路故障。具体的，参见图1，其主体结构包括操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600，操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600相互配合，可真实模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，如单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障等故障类型，即可灵活地调整接地方式，同时可根据电路的使用状态进行散热，进而保证电路的使用寿命，其中，操控单元100，可用于选取接地故障控制模式以及故障类型，其包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，调节模块103与就地模块101的一端连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200，通过就地模块101和远方模块102遥控可很便捷地构建不接地系统，其中，第一信号为调节模块103调控的有效指令信号，而第二信号为启动控制单元200的信号，需说明的是，调节模块103包括A相、B相、C相、AB相、BC相和AC相旋钮；控制单元200，起到处理与调控通讯单元300和响应单元400的作用，其与操控单元100的就地模块101和远方模块102连接，用于接收第二信号，并根据第二信号进行识别处理转换成第三信号，需说明，控制单元200对其接收第二信号进行识别，识别是就地模块101还是远方模块102发送的信号，根据信号进行相应处理，使用时，根据选取故障控制模式不同，就地模块101和远方模块102仅有一个发送第二信号，其中，控制单元200为MCU；通讯单元300，用于完成通信功能，其能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200，需说明的是，通讯单元300与控制单元200采用双向传输方式输送信号；响应单元400，起到输送、驱动以及显示接地故障状态等作用，其与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号，其中，第四信号为通讯单元300向控制单元200的反馈信号，而第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号；温控单元600，用于检测各单元元件的温度，并根据检测的温度驱动散热，即其保证了本实用新型的使用寿命，进一步的，温控单元600与控制单元200建立连接，其用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应，需说明的是，第三信号为启动通讯单元300和温控单元600的指令信号。而响应单元400共设置有六个，六个响应单元400均包括驱动电路401、电控制模块402、通断模块403和指示模块404，其中，驱动电路401用于实现驱动高电平升压和反向输出低电平的作用，其与控制单元200连接，接收第五信号，且向电控制模块402发送第六信号，需说明的是，第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号，而第六信号是第五信号由经驱动电路401处理反馈的信号。

进一步的，六个驱动电路401均包括译码芯片401a、第一驱动芯片401b和第二驱动芯片401c，第一驱动芯片401b用于驱动高电平升压，第二驱动芯片401c用于驱动高电平升压和反向输出低电平的作用，其译码芯片401a通过第一驱动芯片401b与第二驱动芯片401c建立连接，并接收的第五信号，再通过第一驱动芯片401b和第二驱动芯片401c转换成第六信号发送，其中，控制单元200包括引脚PC0（1A0）、引脚PC1（1A1）、引脚PC2（1A2）、引脚PC3（6A0）、引脚PC4（6A1）、引脚PC5（6A2）、引脚PC6（2A0）、引脚PC7（2A1）、引脚PC8（2A2）、引脚PC9（5A0）、引脚PC10（5A1）、引脚PC11（5A2）、引脚PE0（3A0）、引脚PE1（3A1）、引脚PE2（3A2）、引脚PE3（4A0）、引脚PE4（4A1）、引脚PE5（4A2）和引脚PD4（E0），其中，引脚PD4（E0）分别与六个译码芯片401a的引脚E3（E0）连接，而引脚PC0（1A0）、引脚PC1（1A1）、引脚PC2（1A2）、引脚PC3（6A0）、引脚PC4（6A1）、引脚PC5（6A2）、引脚PC6（2A0）、引脚PC7（2A1）、引脚PC8（2A2）、引脚PC9（5A0）、引脚PC10（5A1）、引脚PC11（5A2）、引脚PE0（3A0）、引脚PE1（3A1）、引脚PE2（3A2）、引脚PE3（4A0）、引脚PE4（4A1）和引脚PE5（4A2）18个控制单元200的引脚三三分别与六个译码芯片401a的引脚A0（XA0）、引脚A1（XA1）和引脚A3（XA3）连接（其X为1、2、3、4、5和6中一个数值）；需说明的是，译码芯片401a为3-8译码器，具体的，译码芯片401a、第一驱动芯片401b和第二驱动芯片401c的型号分别为SN74HCT138PW、SN74LSO4DR和ULN2003L。

进一步的，电控制模块402通过第一转接端子排N1接收第二驱动芯片401c的第六信号和调节模块103根据接收第一信号处理转换的第七信号，对其进行识别，并根据第六信号和第七信号发送响应信号，第七信号为经过调节模块103处理向电控制模块402发送的指令信号，其中，第一转接端子排N1共设置有两个，调节模块103的“A相”、“B相”、“C相”、“AB相”、“BC相”、“AC相”旋钮每个均设置有0Ω、0.7Ω、2Ω、12Ω、32Ω档位，其“A相”、“B相”、“C相”、“AB相”、“BC相”、“AC相”旋钮的30个档位和六个第二驱动芯片401c的引脚OUI1（YKX1）、引脚OUI2（YKX 2）、引脚OUI3（YKX 3）、引脚OUI4（YKX 4）和引脚OUI5（YKX 5）（其X为1、2、3、4、5和6中一个数值）共30个引脚，两两对应为一组分别与两个第一转接端子排N1的30个引脚相连接，而与第一转接端子排N1的30个引脚对应的30个端口分别与30个电控制模块402的引脚1连接，需说明的是，电控制模块402为断电器。

进一步的，通断模块403能够接收响应信号，并根据响应信号向通讯单元300的网口模块301发送故障状态信号，同时向指示模块404发送指示信号；其中，通断模块403设置有30个（对应图中S_{X1<\/sub>、S_{X2、<\/sub>S_{X3、<\/sub>S_{X4<\/sub>和S_{X5<\/sub>，其X为1、2、3、4、5和6中一个数值），30个通断模块403的引脚1分别与相应的第一转接端子排N1的30个端口连接，通断模块403通过第二转接端子排N2与电控制模块402进行连接，第二转接端子排N2；需说明的是，通断模块403为交流接触器，起到开关的作用，从而真实模拟相间短路故障与接地故障的各种类型。}}}}}

以YK6_1为例，首先经过驱动电路401的译码芯片401a（SN74HCT138PW）选通Y1，经过第一驱动芯片401b将电平升高到5V，然后再经过第二驱动芯片401c将电平升高到12V且反向，控制YK6_1输出低电平，电控制模块402的3和4会吸合，即第二转接端子排N2的contactor6_1与电控制模块402的220V_6连接，从而控制了通断模块403闭合（即S_{61<\/sub>闭合），相应的指示模块404的指示灯亮。}

参照图9和图10，为本实用新型的第三个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：通讯单元300包括网口模块301和串口模块302，通过网口模块301实现远程控制、设置各种故障场景与接地场景、程序升级以及故障状态信号等等，网口模块301用于外部GPS对时装置通过IRIG-B对时，实现主时钟保持同步。具体的，参见图1，其主体结构包括操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600，操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600相互配合，可真实模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，如单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障等故障类型，即可灵活地调整接地方式，同时可根据电路的使用状态进行散热，进而保证电路的使用寿命，其中，操控单元100，可用于选取接地故障控制模式以及故障类型，其包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，调节模块103与就地模块101的一端连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200，通过就地模块101和远方模块102遥控可很便捷地构建不接地系统，其中，第一信号为调节模块103调控的有效指令信号，而第二信号为启动控制单元200的信号，需说明的是，调节模块103包括A相、B相、C相、AB相、BC相和AC相旋钮；控制单元200，起到处理与调控通讯单元300和响应单元400的作用，其与操控单元100的就地模块101和远方模块102连接，用于接收第二信号，并根据第二信号进行识别处理转换成第三信号，需说明，控制单元200对其接收第二信号进行识别，识别是就地模块101还是远方模块102发送的信号，根据信号进行相应处理，使用时，根据选取故障控制模式不同，就地模块101和远方模块102仅有一个发送第二信号，其中，控制单元200为MCU；通讯单元300，用于完成通信功能，其能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200，需说明的是，通讯单元300与控制单元200采用双向传输方式输送信号；响应单元400，起到输送、驱动以及显示接地故障状态等作用，其与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号，其中，第四信号为通讯单元300向控制单元200的反馈信号，而第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号；温控单元600，用于检测各单元元件的温度，并根据检测的温度驱动散热，即其保证了本实用新型的使用寿命，进一步的，温控单元600与控制单元200建立连接，其用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应，需说明的是，第三信号为启动通讯单元300和温控单元600的指令信号。而通讯单元300包括网口模块301和串口模块302，串口模块302和网口模块301的一端均与控制单元200连接，串口模块302和网口模块301的另一端通过第四转接端子排N4分别与外部的GPS对时装置和PC机建立连接，需说明的是，串口模块302与第四转接端子排N4的引脚11（2-485-）、引脚12（2-485+）、引脚13（1-485-）和引脚14（1-485+）连接。

进一步的，串口模块302包括第三驱动芯片302a、第一收发芯片302b和第二收发芯片302c，第三驱动芯片302a能够接收控制单元200的第三信号，并与第一收发芯片302b和第二收发芯片302c建立连接，其中，第三驱动芯片302a起到驱动隔离的作用，其引脚VIA（TXD2）、VOC（RXD2）、VIB（TXD1）和VOD（RXD2）与控制单元200的引脚PA1（TXD2）、PA2（RXD2）、PA9（TXD1）和PA10（RXD2）连接，第三驱动芯片302a为ADUM1402驱动芯片，第一收发芯片302b和第二收发芯片302c均为MAX13488芯片（485芯片）。

网口模块301包括网卡芯片301a和网络变压器301b，网卡芯片301a的一端与控制单元200进行连接，另一端通过网络变压器301b与外部PC机连接，需说明的是，网卡芯片301a型号为DM9000A1，其引脚SD0～15（DB0～15）15个引脚分别与控制单元200的引脚PD14～15（DB0～1）、PD0～1（DB2～3）、PE7～15（DB4～12）和PD8～10（DB13～15）15个引脚对应连接，网卡芯片301a的引脚CMD（A0）、引脚INT（NETINT）、引脚IOR（OE）、引脚IOW（WE）、引脚CS（CSI）和引脚PWRST（NETRST）分别与控制单元200的引脚PD11（A0）、引脚PB11（NETINT）、引脚PD4（OE）、引脚PD5（WE）、引脚PD7（CSI）和引脚PA8（NETRST）连接，网络变压器301b型号为H1102（10M\/100M），其接线TIN-、TIN+、TO+和TO-分别与第四转接端子排N4的引脚3（TIN-）、引脚4（TIN+）、引脚5（TO+）和引脚6（TO-）连接，较好的，网络变压器301b与第四转接端子排N4之间还设置有静电保护模块301c，起到稳压、保护电路的作用。

参照图11，为本实用新型的第四个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：本主体结构还包括电源单元500，用于给操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600供电，使操控单元100、控制单元200、通讯单元300和响应单元400能够运行。具体的，参见图1，其主体结构包括操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600，操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600相互配合，可真实模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，如单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障等故障类型，即可灵活地调整接地方式，同时可根据电路的使用状态进行散热，进而保证电路的使用寿命，其中，操控单元100，可用于选取接地故障控制模式以及故障类型，其包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，调节模块103与就地模块101的一端连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200，通过就地模块101和远方模块102遥控可很便捷地构建不接地系统，其中，第一信号为调节模块103调控的有效指令信号，而第二信号为启动控制单元200的信号，需说明的是，调节模块103包括A相、B相、C相、AB相、BC相和AC相旋钮；控制单元200，起到处理与调控通讯单元300和响应单元400的作用，其与操控单元100的就地模块101和远方模块102连接，用于接收第二信号，并根据第二信号进行识别处理转换成第三信号，需说明，控制单元200对其接收第二信号进行识别，识别是就地模块101还是远方模块102发送的信号，根据信号进行相应处理，使用时，根据选取故障控制模式不同，就地模块101和远方模块102仅有一个发送第二信号，其中，控制单元200为MCU；通讯单元300，用于完成通信功能，其能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200，需说明的是，通讯单元300与控制单元200采用双向传输方式输送信号；响应单元400，起到输送、驱动以及显示接地故障状态等作用，其与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号，其中，第四信号为通讯单元300向控制单元200的反馈信号，而第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号；温控单元600，用于检测各单元元件的温度，并根据检测的温度驱动散热，即其保证了本实用新型的使用寿命，进一步的，温控单元600与控制单元200建立连接，其用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应，需说明的是，第三信号为启动通讯单元300和温控单元600的指令信号。而电源单元500，用于给操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600供电，其包括第一转换模块501、第二转换模块502、第三转换模块503和电源隔离模块504，第一转换模块501、第二转换模块502、第三转换模块503和电源隔离模块504均为转换电路，起到降压与电源隔离的作用，进一步的，第一转换模块501包括K7805-1000芯片和元件（电阻、电容等），K7805-1000芯片和元器件构成的的电路可实现降压，可将输入12V电压转换为5V电压输出，输出的5V电压分别输送至第二转换模块502和驱动电路401的第一驱动芯片401b和第二驱动芯片401c使用，需说明的是，第二转换模块502、第一驱动芯片401b和第二驱动芯片401c三者并联；第二转换模块502包括AMS1117-3.3芯片和元件（电阻、电容等），元件和AMS1117-3.3芯片构成的电路起到稳定降压的作用，可将输入5V电压转换为3.3V电压输出，输出的3.3V电压分别输送至第三转换模块503、控制单元200、通讯单元300和响应单元400使用，其第三转换模块503、控制单元200、通讯单元300和响应单元400相互并联设置；第三转换模块503包括U_TL431芯片和元件（电阻、电容等），元件和U_TL431芯片构成的电路起到稳定降压的作用，其U_TL431是可控精密稳压源，可将输入3.3V电压转换为2.5V电压输出，输出的2.5V电压分别输送至控制单元200、网口模块301的网络变压器301b和温控单元600使用；其第三转换模块503、控制单元200、通讯单元300和响应单元400相互并联设置，其电源隔离模块504为数字电源与模拟电源，用于数字地与模拟地的隔离。

参照图12～15，为本实用新型的第五个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：温控单元600包括检测模块601和散热模块602，检测模块601、散热模块602与控制单元200之间相互配合，可保证。具体的，参见图1，其主体结构包括操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600，操控单元100、控制单元200、通讯单元300、响应单元400和温控单元600相互配合，可真实模拟配电网小电流接地系统相间短路故障与接地故障，如单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障、三相短路接地故障等故障类型，即可灵活地调整接地方式，同时可根据电路的使用状态进行散热，进而保证电路的使用寿命，其中，操控单元100，可用于选取接地故障控制模式以及故障类型，其包括就地模块101、远方模块102和调节模块103，调节模块103与就地模块101的一端连接，并发送第一信号，就地模块101的另一端和远方模块102发送第二信号至控制单元200，通过就地模块101和远方模块102遥控可很便捷地构建不接地系统，其中，第一信号为调节模块103调控的有效指令信号，而第二信号为启动控制单元200的信号，需说明的是，调节模块103包括A相、B相、C相、AB相、BC相和AC相旋钮；控制单元200，起到处理与调控通讯单元300和响应单元400的作用，其与操控单元100的就地模块101和远方模块102连接，用于接收第二信号，并根据第二信号进行识别处理转换成第三信号，需说明，控制单元200对其接收第二信号进行识别，识别是就地模块101还是远方模块102发送的信号，根据信号进行相应处理，使用时，根据选取故障控制模式不同，就地模块101和远方模块102仅有一个发送第二信号，其中，控制单元200为MCU；通讯单元300，用于完成通信功能，其能够接收第三信号，并根据第三信号进行反馈第四信号至控制单元200，需说明的是，通讯单元300与控制单元200采用双向传输方式输送信号；响应单元400，起到输送、驱动以及显示接地故障状态等作用，其与控制单元200、通讯单元300和调节模块103连接，响应单元400接收第四信号处理转换的第五信号，其中，第四信号为通讯单元300向控制单元200的反馈信号，而第五信号是第四信号经控制单元200处理反馈的信号；温控单元600，用于检测各单元元件的温度，并根据检测的温度驱动散热，即其保证了本实用新型的使用寿命，进一步的，温控单元600与控制单元200建立连接，其用于接收第三信号检测各单元温度信息，并温度信息进行响应，需说明的是，第三信号为启动通讯单元300和温控单元600的指令信号。而温控单元600包括检测模块601和散热模块602，检测模块601用于检测各单元温度信息，其与控制单元200建立连接，并将温度信息发送至控制单元200；控制单元200内预先设定有温度阈值，将检测到的温度信息与温度阈值进行比较，其散热模块602通过控制单元200与响应单元400连接，根据不同的比较结果控制散热模块602的电路通断，具体的，当检测到的温度信息大于温度阈值时，散热模块602接通电，对应各单元处的散热模块602将启动散热；当检测到的温度信息小于温度阈值时，散热模块602不通电，需说明的是，检测模块601的接头NT1和接头NT2分别对应与控制单元200 的引脚PA5（NT1）和引脚PA4（NT2）连接，较好的，检测模块601为温度传感器，而散热模块602为风扇。

进一步的，散热模块602通过控制单元200与响应单元400建立连接，具体的，检测模块601用于检测各单元的温度信息，检测模块601与控制单元200连接起到通断检测模块601以及判断检测各单元的温度是否大于设定的温度阀值的作用，控制单元200与响应单元400的驱动电路401连接，起到驱动和反向电平作用，需说明的是，控制单元200与驱动电路401的第二驱动芯片401c连接，第二驱动芯片401c与电控制模块402连接，根据电平高低转换连接电路，电控制模块402通过通断模块403与散热模块602建立连接，根据电控制模块402通断通断模块403，最终达到通断散热模块602的作用，需详细说明的是，其控制单元200的引脚PB8（FAN1）和引脚PB9（FAN2）与响应单元400的第二驱动芯片401c的引脚IN6（FAN1）和引脚IN7（FAN2）连接，第二驱动芯片401c的引脚OUT7（FANB）和引脚OUT6（FANA）分别与接头FANB和接头FANA的电控制模块402连接，电控制模块402的接头FANB1、接头FANB2、接头FANA1和接头FANA2对应与第五转接端子排的引脚4（FANB1）、引脚3（FANB2）、引脚6（FANA1）和引脚5（FANA2）连接，第五转接端子排的接线端口与通断模块403连接，通断模块403与散热模块602连接，其中，通断模块403为接触器，电控制模块402为继电器，第二驱动芯片401c为ULN2003L驱动芯片。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征）。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

设计图

一种动态模拟故障的仿真控制电路论文和设计

一种动态模拟故障的仿真控制电路论文和设计-刘刚

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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